Obliczanie powierzchni kanałów i kształtek: zasady wykonywania obliczeń + przykłady obliczeń według wzorów

Kluczem do doskonałej i skutecznej wentylacji jest właściwe obliczenie powierzchni kanałów i kształtek, od której zależy wybór zarówno poszczególnych elementów, jak i wyposażenia. Celem obliczeń jest zapewnienie optymalnej liczby zmian powietrza w pomieszczeniach zgodnie z ich przeznaczeniem.

W artykule szczegółowo przeanalizowaliśmy każdy z wymaganych etapów obliczeń: określenie przekroju i rzeczywistej powierzchni kanałów powietrznych, obliczenie prędkości powietrza i wybór parametrów kształtowanych produktów. Ponadto zidentyfikowaliśmy główne wymagania dotyczące wielkości kanałów wentylacyjnych, a także podaliśmy przykład obliczeń kanałów powietrznych dla prywatnego domu.

Cel obliczeń

Funkcje obliczeń i wybór kanału zależą od ich rodzaju i materiału, z którego są wykonane. Ta ostatnia cecha determinuje niuanse wynikające z ruchu powietrza oraz osobliwości interakcji lawiny powietrza ze ścianami.

Kanały to:

• metal - może być czarna stal, ocynkowana, stal nierdzewna;
• elastyczna falista aluminiowa;
• plastikowe kanały wentylacyjne - elastyczny i sztywny;
• tkanka

Zgodnie z geometrią sekcji wykonane są okrągłe, prostokątne, owalne kanały. Te ostatnie nie są tak popularne jak pierwsze dwa.

Nawet jeśli istnieje najbardziej poprawna konstrukcja systemu wentylacji, błąd w wyborze przekrojów przewodów może prowadzić do zakłócenia cyrkulacji powietrza.

W wyniku błędów w obliczeniach wzrośnie wilgotność, a następnie pleśń i grzyb w pokoju. Bez prawidłowego obliczenia powierzchni wszystkich części nie można wybrać odpowiednich elementów kompleksu wentylacyjnego

Zależy od tego parametru:

• masowe natężenie przepływu powietrza i jego objętość;
• stopień szczelności stawów;
• hałas systemu wentylacyjnego;
• zużycie energii.

Prawidłowe obliczenia pozwolą zaoszczędzić pieniądze, ponieważ ilość materiału zostanie dokładnie określona. Ale oprócz kwestii ekonomicznych głównymi nadal są parametry wentylacji, które zapewniają ludziom komfortowe warunki życia.

Ogólne informacje dotyczące obliczania pola przekroju

Powierzchnia rur dla kanału jest obliczana według różnych wartości:

1. Zgodność z parametrami sanitarnymi i higienicznymi (SanPiN).
2. Według liczby mieszkańców.
3. Według powierzchni pokoi.

Wynik można uzyskać zarówno dla oddzielnego pokoju, jak i dla domu jako całości. Do obliczeń istnieją specjalne programy z wbudowanymi algorytmami. Inną opcją obliczeniową jest użycie formuł.

Pole przekroju poprzecznego kanałów podczas ich projektowania dobiera się tak, aby powietrze wzdłuż wszystkich długości poruszało się z mniej więcej taką samą prędkością. Na całej długości systemu ilość powietrza jest różna, więc powierzchnia przekroju kanału powinna zmieniać się w górę wraz ze wzrostem objętości powietrza.

Jeśli weźmiemy pod uwagę wentylację wyciągową, wówczas kwadratura przekroju wzrasta, gdy zbliżamy się do wentylatora. Jest to jedyny sposób na zagwarantowanie mniej więcej tej samej prędkości masy powietrza na całej długości kanału powietrznego.

Wraz ze wzrostem okrągłego przekroju maleje prędkość przepływu powietrza. Jednocześnie zmniejszy się również hałas aerodynamiczny. Wadą takich przewodów jest masywność konstrukcji, z powodu której niemożliwe jest zainstalowanie ich w przestrzeni między sufitem podwieszanym a sufitami podwieszanymi, a także ze zwiększonym kosztem.

Jeśli nie jest to możliwe, możesz preferować geometrię prostokątną, ponieważ wysokość przekroju prostokątnego jest mniejsza. Z drugiej strony okrągłe produkty są łatwiejsze do zainstalowania i mają swoje własne zalety operacyjne.

Ponieważ okrągłe kanały nie zawsze mogą być wprowadzane do wnętrza, a bardziej estetyczne prostokątne, drogie, jako alternatywa, warto rozważyć produkty owalne. Są zarówno ergonomiczne, jak i wydajne.

Wybór jednej lub drugiej opcji zależy od priorytetów użytkownika. Jeśli na czele znajduje się oszczędność energii, minimalny hałas i istnieją wszystkie możliwości instalacji sieci wymiarowej, najlepszym wyborem jest okrągły kształt kanału.

Etapy obliczeń

Prace ugodowe składają się z kilku etapów:

1. Opracowanie wspólnego schematy systemu wentylacji. Tutaj należy odnotować długości odcinków prostych, części obrotowe i ich rodzaj, miejsca zmiany przekroju.
2. Wybór wielości wymiany powietrza, identycznej z wymogami sanitarnymi i higienicznymi.
3. Obliczanie prędkości ruchu mas powietrza przez rurociąg. Ten parametr zależy od rodzaj wentylacjii może być naturalny lub wymuszony.
4. Obliczanie powierzchni kanałów powietrznych i innych parametrów.

Istnieje wiele programów do wykonywania takich obliczeń.

Obliczenia przy użyciu formuł dla złożonego systemu nie są łatwym zadaniem. W przypadku małego domu obliczenie powierzchni poszczególnych elementów, przekrój kanałów jest całkiem możliwe

Obliczenie przekroju kanału

Wyrażenie użyte do obliczenia kwadratury kształtowanych elementów i kanałów wygląda następująco:

Sc = (dł x 2,778): V,

gdzie:

• Sc - powierzchnia w przekroju;
• L. - natężenie przepływu powietrza krążącego w układzie;
• 2.778 - współczynnik pasujący do różnych wymiarów;
• V. - Prędkość lawiny w danym miejscu, mierzona w metrach na sekundę.

Wynik obliczeń będzie wartością mierzoną w cm².

Istnieje alternatywna formuła:

S = L: k × V,

Współczynnik K w tym przypadku wynosi 3600.

Określenie rzeczywistej powierzchni kanału

Regularna powierzchnia wentylacyjna dla okrągłych kanałów wentylacyjnych jest obliczana według wzoru:

S = (π x D2): 400,

gdzie:

• S. - rzeczywista powierzchnia;
• D. - średnica

W przypadku rurociągów prostokątnych:

S = (A x B): 100,

gdzie:

• S. - rzeczywista powierzchnia;
• D. - średnica;
• A - wysokość kanału;
• W - szerokość konstrukcji.

Pole przekroju poprzecznego rury o owalnym przekroju oblicza się według wzoru:

S = π × A × B: 4,

gdzie:

• A - większa średnica owalu;
• W - odpowiednio mniejsza średnica.

Istnieją inne wzory do obliczania powierzchni kanału.

Korzystając z takiego dokumentu regulacyjnego, jak SNiP, możesz porównać rozmiar przekrojów przewodów z wymaganymi wskaźnikami. Tak więc odpowiedni rozmiar rury powietrznej jest określany jeszcze prościej.

Niektórzy producenci w opisie przewodów podają nomogramy. Są w literaturze regulacyjnej.

Nomogram dla metalowego kanału o okrągłym przekroju. Wartości z niego są podstawiane do formuły. Wszystkie elastyczne przewody są uzupełnione o takie schematy (+)

Z nomogramów możesz wziąć wartość pola przekroju. Jest przybliżony, ale nadaje się do stworzenia systemu z minimalnym hałasem.

Aby znaleźć wymiary kanału dla konkretnego odgałęzienia rurociągu, przez który jest transportowana określona objętość powietrza, należy wykonać następujące czynności:

1. Określ na nomogramie punkt przecięcia objętości powietrza transportowanego w ciągu 1 godziny i linię maksymalnej prędkości dla obliczonego odcinka.
2. Obok tego punktu znajdź wartość najbardziej odpowiedniej średnicy.

Ponadto, mając nomogram, możliwe jest nie tylko ułatwienie obliczenia przekroju kanałów powietrznych i kształtek, ale także określenie straty ciśnienia na odcinku linii powietrza przy ustalonej prędkości.

Nomogram jest opcjonalny; można określić żądany obszar przekroju w zależności od prędkości masy powietrza.

Obliczanie prędkości powietrza

Korzystając ze wzorów lub specjalnych tabel, obliczyć prędkość kanału. Kluczowym parametrem jest tutaj wskaźnik krotności, który określa ilość powietrza, przy której jest pełna wentylacja pomieszczenia o objętości 1 m³ w ciągu 1 godziny.

Eksperci zalecają, aby określić wskaźnik szybkości, aby zbadać określone warunki w istniejących obiektach przemysłowych, dla których istnieją rzeczywiste dane dotyczące emisji gazów, toksycznych dymów itp. Najlepiej jest wykonać niezależne obliczenia przy użyciu wzorów.

Aby uprościć obliczenia, istnieją specjalne tabele, w których można uzyskać gotową wartość wskaźnika wielokrotności, ale należy pamiętać, że dają one zaokrąglone parametry

Wzór na obliczenie krotności jest następujący:

N = V: W,

gdzie:

• N. - pożądana krotność;
• V. - objętość masy świeżego powietrza wchodzącego do pomieszczenia w ciągu godziny;
• W. - objętość pokoju.

Jednostką krotności jest liczba razy na godzinę, V mierzy się wmᶾ / h, objętość wmᶾ.

Rozważ konkretny przykład określania wymaganej ilości powietrza przez krotność.

Jest salon o objętości 22 mᶾ. Będzie wymagało powietrza: L = 22 x 6 = 132 m³, tutaj 6 to kurs wymiany powietrza pobrany z tabeli.

Prędkość masy (V) jest mierzona wm / s i określona wzorem:

V = L: 3600 x S.,

gdzie:

• L. - zużyte powietrze (mᶾ / h);
• S. - powierzchnia przekroju kanału (mᶾ).

Ponadto wpływ mają 2 dodatkowe parametry prędkość powietrza: poziom hałasu, współczynnik wibracji. Projektując system, należy wziąć to pod uwagę.

Przykład obliczeniowy dla małego domku

Do obliczeń wzięliśmy domek o powierzchni wewnętrznej 108,8 m² i wysokość 3 m od podłogi do sufitu. Wewnątrz znajduje się salon, sypialnia, pokój dziecięcy, kuchnia, łazienka. Przyjmuje się wskaźnik wielokrotności równy 1.

System wentylacji pozwala uratować pokój przed zanieczyszczeniami szkodliwymi dla zdrowia - potencjalnie niebezpiecznymi i wywołać reakcje alergiczne, pogorszyć samopoczucie

Najpierw obliczana jest ilość usuwanego i doprowadzanego powietrza ogólnie do budynku.

Zastosuj do tej metody SNiP:

1. Ponieważ sypialnia i salon mają tę samą powierzchnię, ilość usuwanego z nich powietrza wynosi 21 x 3 x 1 = 63 m3 / h.
2. Dla dzieci - 24 x 3 x 1 = 72 mᶾ / h.
3. Do kuchni - 22 x 3 x 1 + 100 = 166 mᶾ / h.
4. Do łazienki - 10 x 3 x 1 = 30 mᶾ / h.
5. W rezultacie: 63 x 2 + 48 + 166 + 30 = 394 mᶾ / h.

Korytarz i korytarz nie zostały uwzględnione.100 mᶾ to objętość, która przechodzi przez okap w kuchni.

Bardzo ważny jest również prawidłowy rozkład przepływu powietrza w domu. W budynkach tego typu zwykle instaluje się naturalny system wentylacji. Element przymusu jest tu nadal obecny - okap kuchenny.

Następnie określ średnice kanałów wentylacyjnych. Od 100 m³ siłą zdejmuje okap, pozostaje rozłożyć pozostałe 294 m³. Wyjdą naturalnie przez 2 kopalnie. Każdy będzie miał: 294: 2 = 147 mᶾ.

Ponieważ w kopalniach naturalnej wentylacji prędkość powietrza wynosi od 0,5 do 1,5 m / s, zwykle w obliczeniach przyjmują one średnią wartość 1 m / s. Podstawiając znane wartości ze wzoru S = L: k × V, znajdują: S = 147: 3600 x 1 = 0,0408 m².

Teraz można wyznaczyć średnicę kanału o przekroju poprzecznym według wzoru: S = (π x D2): 400 lub 0,0408 = (3,14 x D2): 400.

Rozwiązując to równanie za pomocą jednego nieznanego, poprzez proste obliczenia, okazuje się, że średnica kanału wynosi 2,28 mm. Dla tej wartości wybierany jest najbliższy większy standardowy rozmiar rury.

Za pomocą tej tabeli konwersji można wybrać równoważną średnicę kanału o okrągłym przekroju. To znacznie upraszcza obliczenia.

Kiedy zamontowany jest prostokątny kanał, jego rozmiar jest wybierany zgodnie z tabelą, koncentrując się na obszarze. Najbliższa większa wartość to 200 x 250 mm.

Zgodnie z tym samym schematem pole przekroju kurka dla okapu kuchennego określa się z tą różnicą, że prędkość powietrza wynosi tutaj 3 m / s. S = 100: 3600 x 3 = 0,083 m² lub średnica 107 mm.

Tabela konwersji jest konieczna, gdy konieczne jest wykonanie obliczeń kanałów powietrznych o prostokątnym przekroju i zastosowanie tabeli dla produktów okrągłych. Oto średnice kanałów powietrznych o przekroju poprzecznym w kole, w których spadek ciśnienia spowodowany tarciem jest równy tej samej wartości w konstrukcji prostokątnej.

Istnieją trzy sposoby ustalenia wartości równoważnej:

• według prędkości;
• wzdłuż przekroju;
• kosztem.

Wartości te są powiązane z różnymi parametrami kanału. Dla każdego z nich istnieje osobna metodologia korzystania z tabel. Najważniejsze jest to, że niezależnie od zastosowanej metodologii wielkość strat ciśnienia tarcia jest taka sama.

Podsumowując, przeprowadzana jest kontrola prędkości: V = 147: (3600 x 0,0408) = 1,0 m / s. Jest to w dopuszczalnym limicie.

Produkty kształtowane i ich obliczanie

At instalacja kanałowa proste odcinki o różnych rozmiarach są łączone za pomocą kształtek.

W produkcji zarówno kanałów, jak i kształtek należy obliczyć ich powierzchnię. Bez tego niemożliwe jest określenie właściwej ilości materiału do produkcji części.

Produkty kształtowane obejmują:

1. Zakręty. Służą do zmiany kierunku rurociągu powietrznego pod każdym możliwym kątem. Są zarówno okrągłe, jak i prostokątne, owalne.
2. Przejścia. Za ich pomocą łączone są kanały różnych sekcji. Dowolna geometria - od okrągłej do połączonej.
3. Złączki, sutki. Połącz proste odcinki autostrady.
4. Koszulki. Wspólne odgałęzienia lub dwa odgałęzienia kanału.
5. Stuby. Zablokuj przepływ powietrza.
6. Krzyże. Oddziel lub połącz strumienie powietrza.
7. Kaczki. Zapewnić wielopoziomowe przejście kanału.

Aby obliczyć niezbędne parametry kształtowanych produktów, potrzebne są umiejętności matematyczne.

Każdy kształtowany produkt ma swoją szczególną rolę w systemie wentylacji. Producenci projektują każdy z nich osobno. Są dostarczane razem z głównymi elementami.

Błąd popełniony w jednym wskaźniku spowoduje pogorszenie wydajności systemu. Nie ma gotowych wzorów na takie obliczenia.

Tabela pokazuje standardowe rozmiary przewodów. Nawet profesjonaliści zamiast skomplikowanych obliczeń używają takich i podobnych tabel specjalnych

Wielu projektantów korzysta ze specjalnych programów, kalkulatorów online. Musisz tylko wprowadzić wartości podstawowe i uzyskać gotowe parametry na wyjściu.

Programy pozwalają nie tylko określić niezbędne wartości wszystkich części, ale także dokonać ich rozwoju. Ten skan, wydrukowany na drukarce 3D, umożliwia idealne dopasowanie kanałów wentylacyjnych.

Podstawowe wymagania obliczeniowe

Przy określaniu ostatecznych parametrów kanałów należy wziąć pod uwagę, że określenie powierzchni kanałów musi zapewnić, że:

1. Zapewniony jest reżim temperaturowy w pomieszczeniu. Tam, gdzie występuje nadmiar ciepła, zapewnia się jego usunięcie, a gdy występuje niedobór, jego straty są minimalizowane.
2. Prędkość ruchu powietrza w żaden sposób nie obniża poziomu komfortu ludzi w pomieszczeniu. W obszarach roboczych oczyszczanie powietrza jest obowiązkowe.
3. Szkodliwe związki chemiczne i zawieszone cząsteczki obecne w powietrzu mają objętość odpowiadającą GOST 12.1.005-88.

W przypadku poszczególnych pomieszczeń warunkiem wyboru obszaru kanałów powietrznych jest ciągłe utrzymanie wody powrotnej i wykluczenie dopływu powietrza z zewnątrz.

Przy obliczaniu rezystancji linii uwzględnia się stratę ciśnienia. Aby przepływ powietrza przezwyciężył opór podczas ruchu, wymagane jest odpowiednie ciśnienie

Kategoria pomieszczeń, w których konieczne jest wsparcie, obejmuje piwnice, a także pokoje, w których mogą gromadzić się szkodliwe substancje.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Program online wspomagający inżyniera projektanta:

Działka organizacji wentylacji prywatnego domu jako całości:

Pole przekroju, kształt, długość kanału to niektóre z parametrów określających wydajność systemu wentylacyjnego. Prawidłowe obliczenia są niezwykle ważne, ponieważ od tego zależy przepływ powietrza, a także prędkość przepływu i efektywne działanie konstrukcji jako całości.

Podczas korzystania z kalkulatora online stopień dokładności obliczeń będzie wyższy niż przy obliczaniu ręcznym. Wynik ten tłumaczy się tym, że program automatycznie zaokrągla wartości do bardziej dokładnych.

Czy masz osobiste doświadczenie w projektowaniu, aranżacji i projektowaniu systemu kanałów? Chcesz podzielić się swoją wiedzą lub zadawać pytania na ten temat? Proszę zostawiać komentarze i brać udział w dyskusjach - formularz opinii znajduje się poniżej.